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机械设计与制造2025年第12期:夹心悬臂梁式行波超声电机的优化设计

来源:期刊VIP网 时间:


作者:高尚;杨小辉;王建军;宋汝君;

单位:山东理工大学机械工程学院;

摘要:为了解决现有夹心悬臂梁式行波超声电机中存在的定子结构复杂及振动耦合问题,这里提出一种对夹心悬臂梁式行波超声电机的优化设计。优化后的电机仅用四片压电陶瓷激发出纵弯换能器的一阶纵振和二阶弯振,换能器上的振动通过连接足传递到驱动盘,在驱动盘上生成时间和空间上相位差均为π/2的两列驻波,当两列驻波幅值相等时,便可叠加生成行波。该电机经过有限元模态分析获得了模态振型,并通过瞬态分析获得了驱动盘上均布的10个驱动齿最外侧点的椭圆运动轨迹,验证了理论可行性。通过与现有电机的对比,表明该优化设计能够简化电机结构,避免振型干涉,提高电能的利用率。

关键词:超声电机;;行波驱动;;夹心式;;复合激励;;有限元分析

基金资助:国家自然科学基金项目(51905316);; 中国博士后科学基金(2021M691968);; 山东省博士后创新项目(202102040)